工业流程样本.docx

1、工业流程样本工业流程 1( 上海高考) 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下: 完成下列填空: ( 1) 粗盐水加入沉淀剂A、 B除杂质( 沉淀剂A来源于石灰窑厂) , 写出A、 B的化学式。 A B ( 2) 实验室提纯粗盐的实验操作依次为: 取样、 、 沉淀、 、 、 冷却结晶、 、 烘干。( 3) 工业生产纯碱工艺流程中, 碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体, 其原因是 。( 4) 碳酸化后过滤, 滤液D最主要的成分是 ( 填写化学式) , 检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。( 5) 氨碱法流程中氨是循环使用的, 为此, 滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离

2、子方程式为: 滤液D加石灰水前先要加热, 原因是 。( 6) 产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数, 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: ( 注明你的表示式中所用的有关符号的含义) 2( 宁德质检) 利用天然气合成氨的部分工艺流程示意图如下: 依据上述流程, 完成下列问题: ( 1) 写出流程中一次转化的化学方程式: 。( 2) 上述流程有二处循环, 一是K2CO3(aq)循环, 二是 循环( 填化学式) 。( 3) 1998年科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷( 能传递H+) , 实现了高温常压下高转化率的电解法合成氨。写出阳极反应式: 。( 4) 一定温

3、度下, 将a mol N2与b mol H2的混合气体通入容积为 2 L的密闭容器中, 发生反应: N2( g) + H2( g) NH3( g) H0。达到平衡时, 测得n( N2) = 13 mol ; n( NH3) = 6 mol。该反应平衡常数的表示式: K = ; 达到平衡时N2的转化率为 ; 为了提高H2的转化率, 可采取的措施是 。A增大的H2浓度 B增大的N2浓度 C使用催化剂 D降低温度3( 扬州调研) 利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下: 依据上述流程, 完成下列填空: ( 1) 图中CH4的第一次转化过程中的化学方程式是 。( 2) 脱硫过程中, 若有nmol Fe2

4、O3H2O转化, 则生成S的物质的量为 mol( 用含n的代数式表示) 。( 3) 整个流程有三个循环: 一是K2CO3(aq)循环, 二是N2和H2循环, 第三个循环中被循环物质是 。 ( 4) 改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢, 以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫, 其电解总反应方程式(忽略氧气的氧化还原)为_, 该方法的优点是_。4( 青岛质检) 随着能源问题的进一步突出, 利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现, 复合氧化物铁酸锰( MnFe2O4) 也能够用于热化学循环分解水制氢, MnFe2O4的制备流程如下: ( 1) 投入原料Fe(NO3)n

5、和Mn(NO3)2的物质的量之比应为_。( 2) 步骤二中”连续搅拌”的目的是_; ( 3) 利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为: MnFe2O4MnFe2O4xO2MnFe2O4xxH2OMnFe2O4xH2请认真分析上述两个反应并回答下列问题: 从理论上讲, 该循环中, 1 mol H2O能制 mol H2若MnFe2O4x中x0.8, 则MnFe2O4x中Fe2占全部铁元素的百分率为_。针对MnFe2O4热化学循环制氢过程存在的不足, 你认为热化学循环制氢还需要解决的化学问题是 。5( 青岛质检) 现代社会中铜在电气、 交通、 机械和冶金、 能源及石化工业、 高科技等领域有广

6、泛的应用。某铜矿石含氧化铜、 氧化亚铜、 三氧化二铁和脉石( SiO2) , 现采用酸浸法从矿石中提取铜, 其工艺流程图如下。其中铜的萃取( 铜从水层进入有机层的过程) 和反萃取( 铜从有机层进入水层的过程) 是现代湿法炼铜的重要工艺手段。已知: Cu+在酸性溶液中不稳定, 可发生自身氧化还原反应; 当矿石中三氧化二铁含量太低时, 可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜; 反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。回答下列问题: ( 1) 矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为: ; ( 2) ”循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用, 但可分离出一种重要的硫酸盐晶体, 该晶体的化学式是 。若

7、水层1暴露在空气中一段时间后, 能够得到另一种重要的硫酸盐, 写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式 。( 3) 写出电解过程中阳极( 惰性电极) 发生反应的电极反应式: 。( 4) ”循环III”中反萃取剂的主要成分是 。6( 上海联考) 重晶石矿的主要成分为硫酸钡, 纯净的硫酸钡才能供医用作”钡餐”, 在对某些内脏器官进行X射线透视时服用。硫化钡是可溶于水的盐。讨论用重日石矿制硫酸钡, 设计流程如下: ( 1) 写出步骤的化学反应方程式, 该反应产生的气体具有、 等用途。( 2) 为进行反应先要分离出硫化钡溶液, 采用的方法是。在此之前要在溶液中滴入少量Ba( OH) 2溶液, 其作用

8、是。( 3) 若B物质在该生产过程中可循环使用, 则反应的化学方程式是: 。( 4) 有人提出反应产生了有臭有毒的气体, 可采用改变反应物的方法使无该气体产生, 则反应的化学方程式是: 。此时若要B物质还能循环使用, 则C为( 写化学式) 。( 5) BaSO4是因为具有、 等性质而可用作”钡餐”的。7( 南京一研) 七水硫酸镁( MgSO47H2O) 在印染、 造纸和医药等工业上都有广泛的应用, 利用化工厂生产硼砂的废渣一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3, 还含有其它杂质( MgO、 SiO2、 Fe2O3、 FeO、 CaO、 Al2O3、 MnO等) 。表1部分阳离子

9、以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物Al( OH) 3Fe( OH) 3Fe( OH) 2Mn( OH) 2Mg( OH) 2pH值5.23.29.710.411.2表2两种盐的溶解度( 单位为g100g水) 温度/ 1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO47H2O30.935.540.845.6/硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下: 根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据, 试回答下列问题: ( 1) 过滤I的滤液中加入硼镁泥, 调节溶液的pH56, 再加入NaClO溶液加热煮沸, 将溶液中的Mn2+氧化成MnO2, 反应的离子反应方程式为

10、。加热煮沸的主要目的是_ 。( 2) 沉淀B中除MnO2、 SiO2外还含有 ( 填化学式) 等物质。( 3) 检验过滤后的滤液中是否含有Fe3的实验方法是 ; ( 4) 沉淀C的化学式是 。过滤II需趁热过滤的理由是 8( 南京二测) 二氧化氯( ClO2) 被称作第四代杀菌消毒剂。( 1) 工业上用NaCl还原NaClO3生产ClO2的工艺流程如下图所示: 反应器中发生反应的化学方程式为: 2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O生产中将NaClO3和NaCl按物质的量之比1: 1.05的混合水溶液加入反应器, NaCl稍过量的目的是 。反应器

11、中生成的ClO2和Cl2由通入空气驱出进入ClO2吸收塔, 产生的混合液进入汽提塔, 汽提塔排出的废液成分主要是 ( 填化学式, 下同) 。以上生产流程中循环循环利用的物质是 。为提高ClO2的产量, 可用亚氯酸钠( NaClO2) 与反应器中Cl2反应生成ClO2, 该反应的化学方程式为 。尾气中的Cl2可用SO2水溶液吸收, 该反应的化学方程式为 。( 2) 用阳离子交换膜分隔的电解池电解450g/L NaClO2溶液, 可在阳极室产生ClO2, 在阴极室产生H2和NaOH。下列有关说法正确的是 ( 填字母符号) 。A电解时电子流向为: 电源负极导线阴极, 阳极导线电源正极B在电解过程中,

12、 Na+向阳极移动, ClO2向阴极移动C在电解过程中阳极周围的pH基本不变D电解的离子方程式可表示为: 2ClO2+2H2O2ClO2+H2+2OH9( 潍坊适练) 有两条途径能够使重晶石( BaSO4) 转化为碳酸钡, 如下图所示: 试回答下列问题: ( l) 反应I中发生的主要反应为: BaSO4 + 4C =BaS + 4CO, 若1 mol BaSO4完全反应, 电子转移的物质的量为 ;( 2) Na2CO3溶液的pH大于10, 用离子方程式说明其主要原因 , 其溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ; ( 3) 已知反应IV中发生的反应为: BaSO4 ( s ) + CO3 2- Ba

13、CO3 ( s ) + SO42- , 写出此反应平衡常数表示式K = ; 若KSP (BaSO4)为, KSP (BaCO3)为510-9, 则K的值为 ; ( 4) 若每次加入 1L2mol L-1的Na2CO3溶液, 至少需要 次能够将0.2mol BaSO4转化为BaCO3。10( 厦门二检) 高温裂解法处理工业废硫酸工艺流程图如下: 废硫酸高温裂解的基本原理可用下列方程按两个阶段进行H2SO4( l) SO3( g) + H2 O( g) H= +176kJmol12SO3( g) 2SO2( g) + O2( g) H= +196kmol1为研究废硫酸的雾化和裂解情况, 有关实验数

14、据如下: 雾化后废硫酸液滴直径废硫酸完全裂解所需时间普通雾化器800-1200m10 s以上旋转式雾化器600-850m8-10 s压缩风雾化器400-650m6-7 s超声波雾化器100-300m3.5-5 s( 1) 由上表数据可得出的结论是 ; ( 2) 废硫酸裂解成SO2总反应的热化学方程式为; ( 3) 在催化氧化室中发生反应: 2SO2( g) + O2( g) 2SO3( g) H= -196 kJmol1某温度时, 该反应的平衡常数K=3.5, 平衡后再充入一定量气体测得 100 L的恒容密闭容器中含有3.0 mol SO2,16.0 mol O2和3.0mol SO3(g),

15、 此时平衡 移动; (填”向正反应方向”、 ”向逆反应方向”或”不”)上述反应达到平衡后, 改变下列条件, 能使SO2平衡浓度比原来减小的是 ; (填字母)A保持温度和容器体积不变, 充入1.0mol O2B保持温度和容器内压强不变, 充入3.0mol N2C降低温度D在其它条件不变时, 缩小容器的容积( 4) 尾气SO2用饱和Na2SO3溶液吸收可得到一种化工原料, 反应的化学方程式为 ; ( 5) 科学家研究出以右图所示装置用电化学原理生产硫酸的新工艺, 其阳极的电极反应式为 , 总反应的化学方程式为 。11( 泉州二检) 过氧化钙( CaO2) 难溶于水, 在常温下稳定, 在潮湿空气及水

16、中缓慢分解放出氧气, 因而广泛应用于渔业、 农业、 环保等许多方面。下图是以大理石( 主要杂质是氧化铁) 等为原料制取过氧化钙( CaO2) 的流程。请回答下列问题: ( 1) 操作应包括下列操作中的( 填序号) 。A溶解 B过滤 C蒸馏 D分液 E蒸发结晶( 2) 用氨水调节pH至89的目的是 。( 3) 若测得滤液C中c( CO32) =103mol/L, 则Ca2+ ( 填”是”或”否”) 沉淀完全。已知c(Ca2+)105mol/L可视为沉淀完全; Ksp( CaCO3) 4.96109( 4) 若在滤液C中, 加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3, 则酸化后溶液中, c(

17、NH4) c(NO3)( 填”、 ”、 ”、 ”或”) ( 5) 操作是: 在低温下, 往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应, 写出该反应的化学方程式 。一段时间后, 再加入氢氧化钠溶液, 当调节溶液pH至911, 才出现大量沉淀。用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至911的原因。( 6) 已知大理石含CaCO3的质量分数为a, mg大理石能够制得ngCaO2, 请计算: CaCO3转化为CaO2过程中, Ca原子的利用率为。12( 三明质检) 氯化亚铜( CuCl) 在石油工业生产中常见作脱硫剂和脱色剂。工业生产氯化亚铜的一种工艺流程如下图所示: 已知: CuCl难溶于水和乙醇, 干燥

18、的CuCl在空气中比较稳定, 但湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化; CuCl溶于氯化钠的浓溶液可生成CuCl2, CuCl2的溶液用水稀释可生成CuCl沉淀, 反应式为CuCl2CuClCl。( 1) 往CuSO4和NaCl混合液中通入SO2可生成CuCl2和硫酸, 请写出反应的离子方程式: 。( 2) 在反应中, 温度升至7080, 并使用NaCl浓溶液, 主要目的是。( 3) 在反应中, 还原剂除了可用SO2外, 还可选用( 填标号) 。ANa2SO3 BCu CAg( 4) 过滤所得沉淀须迅速用( 填”水”或”95%乙醇”) 洗涤、 干燥得CuCl成品。( 5) 合成氨工业生产中的C

19、O会使催化剂中毒, 可经过下列反应除去。Cu(NH3)2Ac(aq)CO(g)NH3(g)Cu(NH3)3AcCO(aq)H0, 生产中为了提高CO的吸收率, 可采用的措施是。CuOH不稳定易分解为Cu2O。298K时, CuOH的Ksp1.01014, CuCl的Ksp1.2106。把CuCl固体和NaOH溶液混合, 加热, 得到红色沉淀, 该沉淀的化学式为。13( 东城二模) ( 1) 工业上以粗铜为原料采取如图17所示流程制备硝酸铜晶体: 在步骤a中, 还需要通入氧气和水, 其目的是 。在保温去铁的过程中, 为使Fe3+沉淀完全, 能够向溶液中加入CuO, 调节溶液的pH, 根据下表数据

20、, 溶液的pH应保持在 范围。氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe3+Cu2+1.94.73.26.7不用加水的方法调节溶液pH的原因是 。进行蒸发浓缩时, 要用硝酸调节溶液的pH=1, 其目的是( 结合离子方程式说明) 。( 2) 工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜, 电镀时阴极的电极反应式是 。( 3) 图18是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体 Cu(NO3)2nH2O 的溶解度曲线( 温度在30前后对应不同的晶体) , 下列说法正确的是 ( 填字母) 。a. A点时的溶液为不饱和溶液b. B点时两种晶体能够共存c.按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO3)23H2Od.若将C

21、点时的溶液降温至 30以下, 能够析出Cu(NO3)26H2O晶体( 4) 某些共价化合物( 如H2O、 NH3、 N2O4等) 在液态时有微弱的导电性, 主要是因为发生了电离, 如: 2NH3NH4+NH2, 由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18, 则液态N2O4电离的方程式是; Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是。14( 江苏高考) 钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有BaCO3、 BaSiO3、 BaSO3、 Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、 BaCO3、 BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(

22、NO3)2, 其部分工艺流程如下: ( 1) 酸溶后溶液中pH=1, 、 Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为 。( 2) 酸溶时一般控制反应温度不超过70, 且不使用浓硝酸, 原因是 、 。( 3) 该厂结合本厂实际, 选用的X为 ( 填化学式) ; 中和使溶液中 ( 填离子符号) 的浓度减少( 中和引起的溶液体积变化可忽略) 。( 4) 上述流程中洗涤的目的是 。15( 广东高考) 碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以锂辉石( 主要成分为Li2OAl2O34SiO2) 为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下: 已知: Fe3+、 Al3+、 Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉

23、淀时, 溶液的PH分别为3.2、 5.2、 9.7和12.4; Li2SO4、 LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为 34.2g、 12.7g和 1.3g( 1) 步骤前, 锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_( 2) 步骤中, 酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、 SO42,另含有Al3+、 Fe3+、 Fe2+、 Mg2+、 Ca2+、 Na+等杂质, 需在搅拌下加入_(填”石灰石”、 ”氯化钙”或”稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.06.5, 沉淀部分杂质离子, 然后分离得到浸出液。( 3) 步骤中, 将适量的H2O2溶液、 石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中, 可除去的杂质金属

24、离子有_( 4) 步骤中, 生成沉淀的离子方程式为_( 5) 从母液中可回收的主要物质是_16( 山东高考) 对金属制品进行抗腐蚀处理, 可延长其使用寿命。( 1) 以下为铝材表面处理的一种方法: 碱洗的目的是洗去铝材表面的自然氧化膜, 碱洗时候常有气泡冒出, 原因是 ( 用离子方程式表示) 。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收, 最好向槽液中加入下列试剂中的 。a.NH3 b.CO2 c. NaOH d.HNO3 以铝材为阳极, 在H2SO4溶液中电解, 铝材表面形成氧化膜, 阳极电极反应式为 。取少量废电解液, 加入NaHCO3 ,溶液后产生气泡和白色沉淀, 产生沉淀的原因是 ( 2) 镀铜

25、可防止铁制品腐蚀, 电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是 。( 3) 利用右装置, 能够模拟铁的电化学防护。若X为碳棒, 为减缓铁的腐蚀, 开关K应该置于 处。若X为锌, 开光K置于M处, 该电化学防护法称为 。17( 安徽高考) 锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料( LiMn2O4、 碳粉行涂覆在铝箔上) 进行资源回收研究, 设计实验流程如下: 第步反应得到的沉淀X的化学式为。第步反应的离子方程式是。第步反应后, 过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。若过滤时发现滤液中有少量浑浊, 从实验操作的角度给出两种可能的原因: _。若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为 18.1 g,第步反应中加入20.0 mL 3.0molL-1的H2SO4溶液, 假定正极材料中的锂经反应和完全转化为Li2CO3, 则至少有g Na2CO3参加了反应。18( 福建高考) 硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业